Introdução: A identificação de mecanismos genéticos envolvidos no processo de carcinogênese do câncer colorretal levou ao surgimento de novas estratégias terapêuticas como a terapia gênica. Através do bloqueio ou estímulo de determinados alvos genéticos ou moleculares seria possível interromper o ciclo celular de células transformadas. Uma das estratégias sugeridas foi a utilização de seqüências anti-sense do gene da ciclina G que revelou resultados iniciais clínicos e experimentais promissores em diversas neoplasias, inclusive na colorretal. Assim seria esperado que a expressão da ciclina G estivesse freqüentemente alterada de maneira seletiva nas células do câncer colorretal quando comparado às células normais. Por estas razões, decidiu-se estudar a expressão da ciclina G em pacientes com câncer do reto. Métodos: Dados clínicos, epidemiológicos, anátomo-patológicos e de sobrevivência de 36 pacientes com câncer do reto foram obtidos e correlacionados com os resultados de expressão imunohistoquímica da ciclina G. O tecido neoplásico e normal distante da lesão primária foram submetidos a reação imunohistoquímica com anticorpo monoclonal anti-ciclina G e quantificados através de três métodos: (1) quantitativo, obtido a partir da contagem de células determinando a razão entre o número de células positivas e o número total de células contadas em 10 campos; (2) semi-quantitativo (cruzes), obtido a partir da pontuação em sistema de cruzes conforme a intensidade e quantidade de células positivas em áreas de maior impregnação do corante; (3) semi-quantitativo (escore), obtido a partir da pontuação em sistema de escore (alto ou baixo) conforme a intensidade e quantidade de células positivas em áreas de maior impregnação do corante. O estudo estatístico incluiu teste T de student, Qui-quadrado, exato de Fisher, teste t pareado, Wilcoxon, log-rank e curva ROC sendo considerados significativos quando o valor de p<0,05. Resultados: A expressão da ciclina G foi positiva em 76,5±30% da células contadas, com média de 3,2±1,1 cruzes e escore alto em 32 pacientes no tecido tumoral. No tecido normal dos pacientes a positividade foi de 42,2±27,4%, com média de 1,9±1,1 cruzes e escore alto em 16 casos. Quando comparados os tecidos tumoral e normal de cada paciente, o resultado tumor>normal foi obtido em 28 (77,8%) pacientes (quantitativa), 27 (75%) pacientes (semi-quantitativa/cruzes) e 18 (50%) pacientes (semi-quantitativa/escore). A diferença de expressão entre tecido tumoral e tecido normal maior que 10% apresentou correlação com ausência de metástases sistêmicas enquanto que a diferença maior que 38% apresentou correlação com a ausência de metástases linfonodais (área da curva 0,69 nos dois casos). Houve correlação entre o resultado tumor>normal e a ausência de metástases linfonodais quando o método de quantificação foi semi-quantitativo (cruzes e escore;p=0,02 e 0,04). Não houve correlação entre o resultado tumor>normal e as demais características. Não houve influência do resultado tumor>normal nas curvas de sobrevivência (3 anos). Conclusões: A expressão da ciclina G é maior no tecido neoplásico do câncer colorretal quando comparada ao tecido normal. Apesar disso, a expressão da ciclina G é raramente nula no tecido normal. A expressão de ciclina G tumor>normal esteve associada a ausência de metástases linfonodais quando mensurada através de métodos semi-quantitativos. Apesar disso, a expressão alterada da ciclina G não tem influência sobre sobrevivência precoce em pacientes com câncer do reto. / Introduction: Identification of genetic mechanisms involved in colorectal cancer carcinogenesis led to the development of new treatment strategies such as gene therapy. The aim of this strategy is to interrupt cell-cycle of transformed malignant cells by blocking or stimulating specific gene expression. Utilization of cyclin G antisense constructs has been suggested with clinical and experimental promising results in various neoplasias, including colorectal cancer. In this setting, one would expect that cyclin G would be selectively overexpressed in colorectal cancer cells as opposed to normal tissue. For this reason, we decided to study cyclin G expression in patients with rectal cancer. Methods: Clinical, epidemiological, pathological and survival data from 36 patients with rectal cancer was collected and correlated with Cyclin G immunohistochemical expression. Neoplastic and non-adjacent normal tissue were stained with monoclonal anti-Cyclin G antibody and quantified according to 3 different methods: (1) quantitative, obtained from cell count and determined by the ratio between positive counted cells and total number of counted cells observed in 10 microscopic fields; (2) semi-quantitative (crosses), obtained from a scoring system that takes into account both quantity and intensity of most strongly stained areas; (3) semi-quantitative (score), obtained from a scoring system that takes into account both quantity and intensity of most strongly stained areas. Statistical analysis included ROC curves, student\'s T, Chi-square, Fisher\'s exact, log rank, Wilcoxon, and paired t test. Significant differences were considered for p<0.05. Results: In tumor-tissue, positive Cyclin G expression was observed in 76.5±30% of counted cells, with a mean number of 3.2±1.1 crosses and high expression score in 32 patients (89%). In normal tissue, positive cyclin G expression was observed in 42.2±27.4% of counted cells, with a mean of 1.9±1.1 crossed and high expression score in 16 patients. When comparing tumor and normal tissue within each patient, a result of tumor>normal cyclin G expression was observed in 28 (77.8%) patients (quantitative method), 27 (75%) patients (semi-quantitative crosses) and 18(50%) patients (semi-quantitative score). A difference of cyclin G expression between tumor and normal tissue greater than 10% was associated with the absence of metastatic disease. A difference of cyclin G expression between tumor and normal tissue greater than 38% was associated with the absence of lymph node metastases (ROC curve area of 0.69 in both cases). There was significant association between cyclin G expression tumor>normal result and the absence of lymph node metastases when using semi-quantitative quantification methods (p=0.02 for crosses; p=0.04 for score). There was no association between cyclin G expression and other patient\'s characteristics or survival. Conclusion: Cyclin G expression is greater in tumor tissue when compared to normal tissue in patients with rectal cancer. However, cyclin G expression in normal tissue is rarely absent. Tumor>normal cyclin G expression is significantly associated with absence of lymph node metastases when quantified using semiquantitative methods. However, cyclin G expression had no influence in short-term survival.

Introdução: A identificação de mecanismos genéticos envolvidos no processo de carcinogênese do câncer colorretal levou ao surgimento de novas estratégias terapêuticas como a terapia gênica. Através do bloqueio ou estímulo de determinados alvos genéticos ou moleculares seria possível interromper o ciclo celular de células transformadas. Uma das estratégias sugeridas foi a utilização de seqüências anti-sense do gene da ciclina G que revelou resultados iniciais clínicos e experimentais promissores em diversas neoplasias, inclusive na colorretal. Assim seria esperado que a expressão da ciclina G estivesse freqüentemente alterada de maneira seletiva nas células do câncer colorretal quando comparado às células normais. Por estas razões, decidiu-se estudar a expressão da ciclina G em pacientes com câncer do reto. Métodos: Dados clínicos, epidemiológicos, anátomo-patológicos e de sobrevivência de 36 pacientes com câncer do reto foram obtidos e correlacionados com os resultados de expressão imunohistoquímica da ciclina G. O tecido neoplásico e normal distante da lesão primária foram submetidos a reação imunohistoquímica com anticorpo monoclonal anti-ciclina G e quantificados através de três métodos: (1) quantitativo, obtido a partir da contagem de células determinando a razão entre o número de células positivas e o número total de células contadas em 10 campos; (2) semi-quantitativo (cruzes), obtido a partir da pontuação em sistema de cruzes conforme a intensidade e quantidade de células positivas em áreas de maior impregnação do corante; (3) semi-quantitativo (escore), obtido a partir da pontuação em sistema de escore (alto ou baixo) conforme a intensidade e quantidade de células positivas em áreas de maior impregnação do corante. O estudo estatístico incluiu teste T de student, Qui-quadrado, exato de Fisher, teste t pareado, Wilcoxon, log-rank e curva ROC sendo considerados significativos quando o valor de p<0,05. Resultados: A expressão da ciclina G foi positiva em 76,5±30% da células contadas, com média de 3,2±1,1 cruzes e escore alto em 32 pacientes no tecido tumoral. No tecido normal dos pacientes a positividade foi de 42,2±27,4%, com média de 1,9±1,1 cruzes e escore alto em 16 casos. Quando comparados os tecidos tumoral e normal de cada paciente, o resultado tumor>normal foi obtido em 28 (77,8%) pacientes (quantitativa), 27 (75%) pacientes (semi-quantitativa/cruzes) e 18 (50%) pacientes (semi-quantitativa/escore). A diferença de expressão entre tecido tumoral e tecido normal maior que 10% apresentou correlação com ausência de metástases sistêmicas enquanto que a diferença maior que 38% apresentou correlação com a ausência de metástases linfonodais (área da curva 0,69 nos dois casos). Houve correlação entre o resultado tumor>normal e a ausência de metástases linfonodais quando o método de quantificação foi semi-quantitativo (cruzes e escore;p=0,02 e 0,04). Não houve correlação entre o resultado tumor>normal e as demais características. Não houve influência do resultado tumor>normal nas curvas de sobrevivência (3 anos). Conclusões: A expressão da ciclina G é maior no tecido neoplásico do câncer colorretal quando comparada ao tecido normal. Apesar disso, a expressão da ciclina G é raramente nula no tecido normal. A expressão de ciclina G tumor>normal esteve associada a ausência de metástases linfonodais quando mensurada através de métodos semi-quantitativos. Apesar disso, a expressão alterada da ciclina G não tem influência sobre sobrevivência precoce em pacientes com câncer do reto. / Introduction: Identification of genetic mechanisms involved in colorectal cancer carcinogenesis led to the development of new treatment strategies such as gene therapy. The aim of this strategy is to interrupt cell-cycle of transformed malignant cells by blocking or stimulating specific gene expression. Utilization of cyclin G antisense constructs has been suggested with clinical and experimental promising results in various neoplasias, including colorectal cancer. In this setting, one would expect that cyclin G would be selectively overexpressed in colorectal cancer cells as opposed to normal tissue. For this reason, we decided to study cyclin G expression in patients with rectal cancer. Methods: Clinical, epidemiological, pathological and survival data from 36 patients with rectal cancer was collected and correlated with Cyclin G immunohistochemical expression. Neoplastic and non-adjacent normal tissue were stained with monoclonal anti-Cyclin G antibody and quantified according to 3 different methods: (1) quantitative, obtained from cell count and determined by the ratio between positive counted cells and total number of counted cells observed in 10 microscopic fields; (2) semi-quantitative (crosses), obtained from a scoring system that takes into account both quantity and intensity of most strongly stained areas; (3) semi-quantitative (score), obtained from a scoring system that takes into account both quantity and intensity of most strongly stained areas. Statistical analysis included ROC curves, student\'s T, Chi-square, Fisher\'s exact, log rank, Wilcoxon, and paired t test. Significant differences were considered for p<0.05. Results: In tumor-tissue, positive Cyclin G expression was observed in 76.5±30% of counted cells, with a mean number of 3.2±1.1 crosses and high expression score in 32 patients (89%). In normal tissue, positive cyclin G expression was observed in 42.2±27.4% of counted cells, with a mean of 1.9±1.1 crossed and high expression score in 16 patients. When comparing tumor and normal tissue within each patient, a result of tumor>normal cyclin G expression was observed in 28 (77.8%) patients (quantitative method), 27 (75%) patients (semi-quantitative crosses) and 18(50%) patients (semi-quantitative score). A difference of cyclin G expression between tumor and normal tissue greater than 10% was associated with the absence of metastatic disease. A difference of cyclin G expression between tumor and normal tissue greater than 38% was associated with the absence of lymph node metastases (ROC curve area of 0.69 in both cases). There was significant association between cyclin G expression tumor>normal result and the absence of lymph node metastases when using semi-quantitative quantification methods (p=0.02 for crosses; p=0.04 for score). There was no association between cyclin G expression and other patient\'s characteristics or survival. Conclusion: Cyclin G expression is greater in tumor tissue when compared to normal tissue in patients with rectal cancer. However, cyclin G expression in normal tissue is rarely absent. Tumor>normal cyclin G expression is significantly associated with absence of lymph node metastases when quantified using semiquantitative methods. However, cyclin G expression had no influence in short-term survival.

Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2002.

Resumo não disponível

O câncer colorretal é um tumor maligno freqüente no mundo ocidental. É o terceiro em freqüência e o segundo em mortalidade nos países desenvolvidos. No Brasil está entre as seis neoplasias malignas mais encontradas e a quinta em mortalidade. Dos tumores colorretais, aproximadamente 40% estão localizados no reto. A sobrevida, em cinco anos, dos pacientes operados por câncer do reto varia entre 40% e 50%, estando os principais fatores prognósticos, utilizados na prática clínica corrente, baseados em critérios de avaliação clínico-patológicos. A avaliação das alterações morfométricas e densimétricas nas neoplasias malignas tem, recentemente, sido estudadas e avaliadas através da análise de imagem digital e demonstrado possibilidades de utilização diagnóstica e prognóstica. A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular obtida através da imagem computadorizada. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos núcleos celulares neoplásicos no adenocarcinoma primário de reto pelo método da assinatura digital e verificar o valor prognóstico das alterações nucleares da textura da cromatina nuclear para esta doença. Foram avaliados, pelo método de análise de imagem digital, 51 casos de pacientes operados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) entre 1988 e 1996 e submetidos à ressecção eletiva do adenocarcinoma primário de reto, com seguimento de cinco anos pós-operatório, ou até o óbito antes deste período determinado pela doença, e 22 casos de biópsias normais de reto obtidas de pacientes submetidos a procedimentos endoscópicos, para controle do método da assinatura digital. A partir dos blocos de parafina dos espécimes estocados no Serviço de Patologia do HCPA, foram realizadas lâminas coradas com hematoxilina e eosina das quais foram selecionados 3.635 núcleos dos adenocarcinomas de reto e 2.366 núcleos dos controles da assinatura digital, totalizando 6.001 núcleos estudados por análise de imagem digital. De cada um destes núcleos foram verificadas 93 características, sendo identificadas 11 características cariométricas com maior poder de discriminação entre as células normais e neoplásicas. Desta forma, através da verificação da textura da cromatina nuclear, foram obtidos os histogramas representativos de cada núcleo ou conjunto de núcleos dos grupos ou subgrupos estudados, também no estadiamento modificado de Dukes, dando origem às assinaturas digitais correspondentes. Foram verificadas as assinaturas nucleares, assinaturas de padrão histológico ou de lesões e a distribuição da Densidade Óptica Total. Houve diferença significativa das características entre o grupo normal e o grupo com câncer, com maior significância para três delas, a Área, a Densidade Óptica Total e a Granularidade nuclear. Os valores das assinaturas médias nucleares foram: no grupo normal 0,0009 e nos estadiamentos; 0,9681 no A, 4,6185 no B, 2,3957 no C e 2,1025 no D e diferiram com significância estatística (P=0,001). A maior diferença do normal ocorreu no subgrupo B de Dukes-Turnbull. As assinaturas nucleares e de padrão histológico mostraram-se distintas no grupo normal e adenocarcinoma, assim como a distribuição da Densidade Óptica Total a qual mostra um afastamento progressivo da normalidade no grupo com câncer. Foi possível a caracterização do adenocarcinoma de reto, que apresentou assinaturas digitais específicas. Em relação ao prognóstico, a Densidade Óptica Total representou a variável que obteve o melhor desempenho, além do estadiamento, como preditor do desfecho. / Colorectal cancer is a frequent malignancy in the western world, being the third cancer in frequency and the second in mortality in developed countries. In Brazil, it is among the six more frequently found neoplasias, being the fifth tumor as cause of death. Of all colorectal tumors, approximately 40% are located in the rectum. The 5-year survival rate for patients with rectal cancer is 40% to 50%. Currently, the main prognostic factors in clinical practice are based on clinicopathologic criteria. Recently, the study of pathologic changes in malignant nuclei, through analysis of digital images, was introduced showing potential use as a diagnostic tool and a prognostic predictor. It is visualized as a “digital signature”, which is displayed as a histogram descriptive of the nuclear chromatin texture obtained through computerized image. The aim of this study was to characterize the nuclear signature in a large series of rectal carcinomas, assessing the prognostic value of nuclear chromatin texture patterns in these type of tumors. Samples were obtained from 51 patients operated on for rectal adenocarcinoma and from endoscopic biopsies of 22 health subjects at the University Training Hospital (Hospital de Clínicas de Porto Alegre, HCPA), Porto Alegre, RS, Brazil, between 1988 and 1996. The sample consisted of 2.366 nuclei from normal controls and 3.635 nuclei from rectal cancer specimens paraffin-embedded, obtained at the Pathology Unit, HCPA. Therefore, a total of 6.001 HE-stained nuclei were included in the study. Ninety-three nuclear features were investigated to each nucleus. Eleven karyometric XVI features were identified as distinctive for rectal tissue. Three of them presented statistically significant differences: nuclear area, total optical density (OD) and clumpness.Likewise, comparison between average nuclear signature values also presented statistical significance, with a higher difference between patients classified as Dukes’ stage B and normal controls. Average values were 0,0009; 0,9681; 4,6185; 2,3957; 2,1025 for controls and Dukes A through D, respectively (p=0,001). Digital signatures and OD showed distinct patterns between cancer and controls, with a progressive deviation from normal values. It was possible to characterize the rectal adenocacinoma, which showed specific digital signatures. Along with cancer staging, OD was the karyometric feature with the highest prognostic value.

O carcinoma colorretal, dentre os tumores malignos, é a terceira causa de morte no mundo ocidental. A localização retal da doença gira em torno de 25 a 30% dos casos. No Brasil, ocupa a quarta posição em número de casos incidentes. Os melhores fatores prognósticos dependem da avaliação histopatológica (TNM ou Dukes e modificações) reforçando a necessidade de se investigar fatores prognósticos efetivos ainda na fase pré-operatória. Estudos anteriores demonstraram que a assinatura digital obtida a partir de peças cirúrgicas claramente caracterizava o adenocarcinoma de reto e que esta assinatura guardava valor prognóstico independente para desfechos clínicos. O presente estudo avaliou a hipótese de a assinatura digital e a assinatura nuclear média de biópsias de lesões histologicamente caracterizadas como adenocarcinoma de reto serem representativas das peças cirúrgicas dos tumores correspondentes permitindo sua utilização já na fase pré-operatória. Foram analisados 7113 núcleos obtidos das peças cirúrgicas de 51 casos de adenocarcinoma primário de reto, de biópsias colonoscópicas correspondentes e de 22 controles (tecido de reto normal) pertencentes ao banco de dados atualizado do grupo de pesquisa de Cirurgia Oncológica Gastrointestinal (Southern Surgical Oncology Group; COG/SSOG) do Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Cirúrgicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. A partir deste banco, os dados foram analisados nos seguintes grupos: biópsias colonoscópicas (biópsias), peças cirúrgicas correspondentes a estas biópsias (peças cirúrgicas das biópsias), todas as peças cirúrgicas do banco original (peças cirúrgicas do banco) e controles normais (controles). Na análise das principais características da assinatura digital do adenocarcinoma de reto, o grupo biópsias foi estatisticamente diferente do grupo controle, área (p= 0,012), DOT (p= 0,000) e granularidade (p= 0,03); assim como para a assinatura nuclear média (10,09 vs 0,864; p= 0,000). Quando a assinatura digital do grupo biópsias foi comparada com a do grupo peças cirúrgicas das biópsias, não houve diferença estatística nas características DOT (p= 0,11) e granularidade (p= 0,47) enquanto a avaliação pelo TEP (tamanho do efeito padronizado) não mostrou nenhuma diferença estatística nas três características estudadas. Na comparação do grupo biópsias com o grupo peças cirúrgicas do banco, as características área e DOT diferiram estatisticamente (área p= 0,00 e DOT p= 0,01). No entanto, nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada na comparação das assinaturas nucleares médias. O estudo demonstrou que biópsias colonoscópicas de adenocarcinoma de reto são diferentes, pela análise da assinatura digital e seus componentes, de tecido de reto normal. Ao mesmo tempo, pelas mesmas variáveis, guardam relação com as peças cirúrgicas de onde foram extraídas bem como com aquelas constituintes do banco de dados original podendo ser utilizadas na fase pré-operatória como fator prognóstico adicional para melhor determinar conduta no tratamento do câncer primário de reto. / The colorectal carcinoma is one of the most common malignant tumors in the western world, being the third cause of death in these continents and showing the rectal site in approximately 25% to 30% of the cases. The best prognostic factors for rectal tumors depend on the histopathologic evaluation (TNM or Dukes and its modifications) reinforcing the need for searching effective prognostic factors in the preoperative stage yet. Our previous studies have demonstrated that digital signature, obtained from surgical specimens, has shown independent prognostic value for clinical outcomes and depicted nuclear area, total optic density (OD) and clumpness as the main characteristics of this signature. In this study we attempted to demonstrate that the digital signature of preoperative colonoscopic tumor biopsies would resemble the digital signature of surgical specimen counterparts, i. e., from resected tumors where those biopsies were taken from. High-resolution imagery of 7113 nuclei was digitally recorded from 22 biopsy samples of normal rectal tissues and from 51 surgical specimens of rectal cancer (including 12 biopsy samples counterparts). The three main characteristics (area, optical density and clumpness) descriptive of the spatial and statistical distribution of nuclear texture for rectal cancer were computed for each nucleus according to TICAS system for cell identification. From this database tumor biopsies (biopsy), biopsy surgical specimen counterparts (biopsy specimen), surgical specimens of the whole database bank (surgical specimen) and normal rectal biopsies (controls) were compared. Digital signature and average nuclear signature (P= 0.000) of the tumor biopsy group were significantly different from controls. When nuclear characteristics and digital signatures were compared between the biopsy and the biopsy specimen groups, the OD and clumpness characteristics (P= 0.11; P= 0.47) as well as the standardized difference (effect-size) have not shown any statistical difference. Also, when comparing the average nuclear signatures of the surgical specimen group with the tumor biopsy group no statistical difference was observed. Considering these results it can be assumed that nuclear characteristics of the digital signatures and the average nuclear signatures of biopsies, histologically characterized as rectal cancer, can consistently represent the surgical specimen counterparts and can be used as an additional preoperative prognostic factor aiming to better define treatment approach on rectal cancer.

O câncer colorretal é um tumor maligno freqüente no mundo ocidental. É o terceiro em freqüência e o segundo em mortalidade nos países desenvolvidos. No Brasil está entre as seis neoplasias malignas mais encontradas e a quinta em mortalidade. Dos tumores colorretais, aproximadamente 40% estão localizados no reto. A sobrevida, em cinco anos, dos pacientes operados por câncer do reto varia entre 40% e 50%, estando os principais fatores prognósticos, utilizados na prática clínica corrente, baseados em critérios de avaliação clínico-patológicos. A avaliação das alterações morfométricas e densimétricas nas neoplasias malignas tem, recentemente, sido estudadas e avaliadas através da análise de imagem digital e demonstrado possibilidades de utilização diagnóstica e prognóstica. A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular obtida através da imagem computadorizada. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos núcleos celulares neoplásicos no adenocarcinoma primário de reto pelo método da assinatura digital e verificar o valor prognóstico das alterações nucleares da textura da cromatina nuclear para esta doença. Foram avaliados, pelo método de análise de imagem digital, 51 casos de pacientes operados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) entre 1988 e 1996 e submetidos à ressecção eletiva do adenocarcinoma primário de reto, com seguimento de cinco anos pós-operatório, ou até o óbito antes deste período determinado pela doença, e 22 casos de biópsias normais de reto obtidas de pacientes submetidos a procedimentos endoscópicos, para controle do método da assinatura digital. A partir dos blocos de parafina dos espécimes estocados no Serviço de Patologia do HCPA, foram realizadas lâminas coradas com hematoxilina e eosina das quais foram selecionados 3.635 núcleos dos adenocarcinomas de reto e 2.366 núcleos dos controles da assinatura digital, totalizando 6.001 núcleos estudados por análise de imagem digital. De cada um destes núcleos foram verificadas 93 características, sendo identificadas 11 características cariométricas com maior poder de discriminação entre as células normais e neoplásicas. Desta forma, através da verificação da textura da cromatina nuclear, foram obtidos os histogramas representativos de cada núcleo ou conjunto de núcleos dos grupos ou subgrupos estudados, também no estadiamento modificado de Dukes, dando origem às assinaturas digitais correspondentes. Foram verificadas as assinaturas nucleares, assinaturas de padrão histológico ou de lesões e a distribuição da Densidade Óptica Total. Houve diferença significativa das características entre o grupo normal e o grupo com câncer, com maior significância para três delas, a Área, a Densidade Óptica Total e a Granularidade nuclear. Os valores das assinaturas médias nucleares foram: no grupo normal 0,0009 e nos estadiamentos; 0,9681 no A, 4,6185 no B, 2,3957 no C e 2,1025 no D e diferiram com significância estatística (P=0,001). A maior diferença do normal ocorreu no subgrupo B de Dukes-Turnbull. As assinaturas nucleares e de padrão histológico mostraram-se distintas no grupo normal e adenocarcinoma, assim como a distribuição da Densidade Óptica Total a qual mostra um afastamento progressivo da normalidade no grupo com câncer. Foi possível a caracterização do adenocarcinoma de reto, que apresentou assinaturas digitais específicas. Em relação ao prognóstico, a Densidade Óptica Total representou a variável que obteve o melhor desempenho, além do estadiamento, como preditor do desfecho. / Colorectal cancer is a frequent malignancy in the western world, being the third cancer in frequency and the second in mortality in developed countries. In Brazil, it is among the six more frequently found neoplasias, being the fifth tumor as cause of death. Of all colorectal tumors, approximately 40% are located in the rectum. The 5-year survival rate for patients with rectal cancer is 40% to 50%. Currently, the main prognostic factors in clinical practice are based on clinicopathologic criteria. Recently, the study of pathologic changes in malignant nuclei, through analysis of digital images, was introduced showing potential use as a diagnostic tool and a prognostic predictor. It is visualized as a “digital signature”, which is displayed as a histogram descriptive of the nuclear chromatin texture obtained through computerized image. The aim of this study was to characterize the nuclear signature in a large series of rectal carcinomas, assessing the prognostic value of nuclear chromatin texture patterns in these type of tumors. Samples were obtained from 51 patients operated on for rectal adenocarcinoma and from endoscopic biopsies of 22 health subjects at the University Training Hospital (Hospital de Clínicas de Porto Alegre, HCPA), Porto Alegre, RS, Brazil, between 1988 and 1996. The sample consisted of 2.366 nuclei from normal controls and 3.635 nuclei from rectal cancer specimens paraffin-embedded, obtained at the Pathology Unit, HCPA. Therefore, a total of 6.001 HE-stained nuclei were included in the study. Ninety-three nuclear features were investigated to each nucleus. Eleven karyometric XVI features were identified as distinctive for rectal tissue. Three of them presented statistically significant differences: nuclear area, total optical density (OD) and clumpness.Likewise, comparison between average nuclear signature values also presented statistical significance, with a higher difference between patients classified as Dukes’ stage B and normal controls. Average values were 0,0009; 0,9681; 4,6185; 2,3957; 2,1025 for controls and Dukes A through D, respectively (p=0,001). Digital signatures and OD showed distinct patterns between cancer and controls, with a progressive deviation from normal values. It was possible to characterize the rectal adenocacinoma, which showed specific digital signatures. Along with cancer staging, OD was the karyometric feature with the highest prognostic value.

O carcinoma colorretal, dentre os tumores malignos, é a terceira causa de morte no mundo ocidental. A localização retal da doença gira em torno de 25 a 30% dos casos. No Brasil, ocupa a quarta posição em número de casos incidentes. Os melhores fatores prognósticos dependem da avaliação histopatológica (TNM ou Dukes e modificações) reforçando a necessidade de se investigar fatores prognósticos efetivos ainda na fase pré-operatória. Estudos anteriores demonstraram que a assinatura digital obtida a partir de peças cirúrgicas claramente caracterizava o adenocarcinoma de reto e que esta assinatura guardava valor prognóstico independente para desfechos clínicos. O presente estudo avaliou a hipótese de a assinatura digital e a assinatura nuclear média de biópsias de lesões histologicamente caracterizadas como adenocarcinoma de reto serem representativas das peças cirúrgicas dos tumores correspondentes permitindo sua utilização já na fase pré-operatória. Foram analisados 7113 núcleos obtidos das peças cirúrgicas de 51 casos de adenocarcinoma primário de reto, de biópsias colonoscópicas correspondentes e de 22 controles (tecido de reto normal) pertencentes ao banco de dados atualizado do grupo de pesquisa de Cirurgia Oncológica Gastrointestinal (Southern Surgical Oncology Group; COG/SSOG) do Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Cirúrgicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. A partir deste banco, os dados foram analisados nos seguintes grupos: biópsias colonoscópicas (biópsias), peças cirúrgicas correspondentes a estas biópsias (peças cirúrgicas das biópsias), todas as peças cirúrgicas do banco original (peças cirúrgicas do banco) e controles normais (controles). Na análise das principais características da assinatura digital do adenocarcinoma de reto, o grupo biópsias foi estatisticamente diferente do grupo controle, área (p= 0,012), DOT (p= 0,000) e granularidade (p= 0,03); assim como para a assinatura nuclear média (10,09 vs 0,864; p= 0,000). Quando a assinatura digital do grupo biópsias foi comparada com a do grupo peças cirúrgicas das biópsias, não houve diferença estatística nas características DOT (p= 0,11) e granularidade (p= 0,47) enquanto a avaliação pelo TEP (tamanho do efeito padronizado) não mostrou nenhuma diferença estatística nas três características estudadas. Na comparação do grupo biópsias com o grupo peças cirúrgicas do banco, as características área e DOT diferiram estatisticamente (área p= 0,00 e DOT p= 0,01). No entanto, nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada na comparação das assinaturas nucleares médias. O estudo demonstrou que biópsias colonoscópicas de adenocarcinoma de reto são diferentes, pela análise da assinatura digital e seus componentes, de tecido de reto normal. Ao mesmo tempo, pelas mesmas variáveis, guardam relação com as peças cirúrgicas de onde foram extraídas bem como com aquelas constituintes do banco de dados original podendo ser utilizadas na fase pré-operatória como fator prognóstico adicional para melhor determinar conduta no tratamento do câncer primário de reto. / The colorectal carcinoma is one of the most common malignant tumors in the western world, being the third cause of death in these continents and showing the rectal site in approximately 25% to 30% of the cases. The best prognostic factors for rectal tumors depend on the histopathologic evaluation (TNM or Dukes and its modifications) reinforcing the need for searching effective prognostic factors in the preoperative stage yet. Our previous studies have demonstrated that digital signature, obtained from surgical specimens, has shown independent prognostic value for clinical outcomes and depicted nuclear area, total optic density (OD) and clumpness as the main characteristics of this signature. In this study we attempted to demonstrate that the digital signature of preoperative colonoscopic tumor biopsies would resemble the digital signature of surgical specimen counterparts, i. e., from resected tumors where those biopsies were taken from. High-resolution imagery of 7113 nuclei was digitally recorded from 22 biopsy samples of normal rectal tissues and from 51 surgical specimens of rectal cancer (including 12 biopsy samples counterparts). The three main characteristics (area, optical density and clumpness) descriptive of the spatial and statistical distribution of nuclear texture for rectal cancer were computed for each nucleus according to TICAS system for cell identification. From this database tumor biopsies (biopsy), biopsy surgical specimen counterparts (biopsy specimen), surgical specimens of the whole database bank (surgical specimen) and normal rectal biopsies (controls) were compared. Digital signature and average nuclear signature (P= 0.000) of the tumor biopsy group were significantly different from controls. When nuclear characteristics and digital signatures were compared between the biopsy and the biopsy specimen groups, the OD and clumpness characteristics (P= 0.11; P= 0.47) as well as the standardized difference (effect-size) have not shown any statistical difference. Also, when comparing the average nuclear signatures of the surgical specimen group with the tumor biopsy group no statistical difference was observed. Considering these results it can be assumed that nuclear characteristics of the digital signatures and the average nuclear signatures of biopsies, histologically characterized as rectal cancer, can consistently represent the surgical specimen counterparts and can be used as an additional preoperative prognostic factor aiming to better define treatment approach on rectal cancer.

Resumo não disponível

O câncer colorretal é um tumor maligno freqüente no mundo ocidental. É o terceiro em freqüência e o segundo em mortalidade nos países desenvolvidos. No Brasil está entre as seis neoplasias malignas mais encontradas e a quinta em mortalidade. Dos tumores colorretais, aproximadamente 40% estão localizados no reto. A sobrevida, em cinco anos, dos pacientes operados por câncer do reto varia entre 40% e 50%, estando os principais fatores prognósticos, utilizados na prática clínica corrente, baseados em critérios de avaliação clínico-patológicos. A avaliação das alterações morfométricas e densimétricas nas neoplasias malignas tem, recentemente, sido estudadas e avaliadas através da análise de imagem digital e demonstrado possibilidades de utilização diagnóstica e prognóstica. A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular obtida através da imagem computadorizada. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos núcleos celulares neoplásicos no adenocarcinoma primário de reto pelo método da assinatura digital e verificar o valor prognóstico das alterações nucleares da textura da cromatina nuclear para esta doença. Foram avaliados, pelo método de análise de imagem digital, 51 casos de pacientes operados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) entre 1988 e 1996 e submetidos à ressecção eletiva do adenocarcinoma primário de reto, com seguimento de cinco anos pós-operatório, ou até o óbito antes deste período determinado pela doença, e 22 casos de biópsias normais de reto obtidas de pacientes submetidos a procedimentos endoscópicos, para controle do método da assinatura digital. A partir dos blocos de parafina dos espécimes estocados no Serviço de Patologia do HCPA, foram realizadas lâminas coradas com hematoxilina e eosina das quais foram selecionados 3.635 núcleos dos adenocarcinomas de reto e 2.366 núcleos dos controles da assinatura digital, totalizando 6.001 núcleos estudados por análise de imagem digital. De cada um destes núcleos foram verificadas 93 características, sendo identificadas 11 características cariométricas com maior poder de discriminação entre as células normais e neoplásicas. Desta forma, através da verificação da textura da cromatina nuclear, foram obtidos os histogramas representativos de cada núcleo ou conjunto de núcleos dos grupos ou subgrupos estudados, também no estadiamento modificado de Dukes, dando origem às assinaturas digitais correspondentes. Foram verificadas as assinaturas nucleares, assinaturas de padrão histológico ou de lesões e a distribuição da Densidade Óptica Total. Houve diferença significativa das características entre o grupo normal e o grupo com câncer, com maior significância para três delas, a Área, a Densidade Óptica Total e a Granularidade nuclear. Os valores das assinaturas médias nucleares foram: no grupo normal 0,0009 e nos estadiamentos; 0,9681 no A, 4,6185 no B, 2,3957 no C e 2,1025 no D e diferiram com significância estatística (P=0,001). A maior diferença do normal ocorreu no subgrupo B de Dukes-Turnbull. As assinaturas nucleares e de padrão histológico mostraram-se distintas no grupo normal e adenocarcinoma, assim como a distribuição da Densidade Óptica Total a qual mostra um afastamento progressivo da normalidade no grupo com câncer. Foi possível a caracterização do adenocarcinoma de reto, que apresentou assinaturas digitais específicas. Em relação ao prognóstico, a Densidade Óptica Total representou a variável que obteve o melhor desempenho, além do estadiamento, como preditor do desfecho. / Colorectal cancer is a frequent malignancy in the western world, being the third cancer in frequency and the second in mortality in developed countries. In Brazil, it is among the six more frequently found neoplasias, being the fifth tumor as cause of death. Of all colorectal tumors, approximately 40% are located in the rectum. The 5-year survival rate for patients with rectal cancer is 40% to 50%. Currently, the main prognostic factors in clinical practice are based on clinicopathologic criteria. Recently, the study of pathologic changes in malignant nuclei, through analysis of digital images, was introduced showing potential use as a diagnostic tool and a prognostic predictor. It is visualized as a “digital signature”, which is displayed as a histogram descriptive of the nuclear chromatin texture obtained through computerized image. The aim of this study was to characterize the nuclear signature in a large series of rectal carcinomas, assessing the prognostic value of nuclear chromatin texture patterns in these type of tumors. Samples were obtained from 51 patients operated on for rectal adenocarcinoma and from endoscopic biopsies of 22 health subjects at the University Training Hospital (Hospital de Clínicas de Porto Alegre, HCPA), Porto Alegre, RS, Brazil, between 1988 and 1996. The sample consisted of 2.366 nuclei from normal controls and 3.635 nuclei from rectal cancer specimens paraffin-embedded, obtained at the Pathology Unit, HCPA. Therefore, a total of 6.001 HE-stained nuclei were included in the study. Ninety-three nuclear features were investigated to each nucleus. Eleven karyometric XVI features were identified as distinctive for rectal tissue. Three of them presented statistically significant differences: nuclear area, total optical density (OD) and clumpness.Likewise, comparison between average nuclear signature values also presented statistical significance, with a higher difference between patients classified as Dukes’ stage B and normal controls. Average values were 0,0009; 0,9681; 4,6185; 2,3957; 2,1025 for controls and Dukes A through D, respectively (p=0,001). Digital signatures and OD showed distinct patterns between cancer and controls, with a progressive deviation from normal values. It was possible to characterize the rectal adenocacinoma, which showed specific digital signatures. Along with cancer staging, OD was the karyometric feature with the highest prognostic value.